Influence du revêtement sur le CND quantitatif de matériaux opaques par thermographie IR biface et méthode des températures duales
Maud Piqueras, Christophe Rodiet, Hervé Pron
: christophe.rodiet@univ-reims.fr
ITheMM, EA 7548, Université de Reims Champagne-Ardenne, 51097 Reims
Mots clés : Caractérisation thermique, Méthode Flash, Contrôle Non Destructif (CND), Méthodes Inverses, Quadripôles thermiques, Résistances thermiques, Thermographie Infrarouge
Résumé :
L’élaboration et l’utilisation de matériaux complexes étant au cœur des secteurs d’innovation, le Contrôle Non Destructif (CND) présente un intérêt majeur pour assurer les performances et préserver la pérennité des systèmes. Grâce aux avancées technologiques (développement des caméras IR, nouvelles techniques d’acquisitions et de traitements de données...), la thermographie infrarouge compte maintenant parmi les méthodes d’inspection les plus répandues. En effet, elle a l’avantage d’être sans contact et non intrusive, tout en étant rapide et simple à mettre en œuvre. Généralement, une source d’énergie externe est utilisée pour exciter thermiquement un échantillon, ce qui permet, après traitement des images infrarouges, de détecter et de caractériser les potentiels défauts présents dans la structure (modification de la diffusion thermique par rapport à un matériaux sain). Ainsi, en couplant mesures expérimentales et modélisation du problème de conduction thermique à travers l’utilisation de méthodes inverses, il est possible de procéder au diagnostic quantitatif des défauts (détection et caractérisation). Cependant, le caractère mal posé du problème inverse (impliquant un mauvais conditionnement lors de l’inversion numérique) associé à de faibles rapports signal sur bruit, peuvent rendre ce diagnostic difficile. De nombreuses méthodes de traitement avancé du signal et des données ont été développés dans le but de pallier ces problématiques (TSR, PCT, PPT, contraste, SVD...). Elles sont ainsi devenues clés dans l’optimisation des performances des techniques de CND par thermographie IR, qui sont très fortement dépendantes du contexte expérimental (matériaux et propriétés radiatives, défauts, source d’excitation...). C’est donc dans ce contexte qu’une méthode de CND quantitatif innovante est proposée, dont les objectifs sont de permettre de caractériser simultanément les propriétés d’un matériau sain et d’une région défectueuse, de façon précise et robuste. La présente étude se focalise sur l’influence d’un revêtement dans la caractérisation de matériaux possédant des défauts internes de type délaminages, modélisable par des résistances thermiques. Le principe repose sur la mesure simultanée de l’évolution spatiotemporelle des températures des faces avant et arrière d’un échantillon ayant été chauffé par une excitation optique. L’originalité réside d’une part dans la modélisation du problème direct à l’aide de quadripôles thermiques (type « transmittance ») où les signaux de la face arrière sont exprimés de façon croisée en réponse aux signaux expérimentaux mesurés sur la face avant (avec et sans défaut) ; d’autre part, une fonctionnelle duale (composée de deux thermogrammes) est utilisée dans la résolution du problème inverse. Les performances statistiques sont étudiées à travers une méthode de Monte Carlo dans différentes configurations (matériaux, position et résistance thermique du défaut…). Ces résultats sont ensuite comparés à ceux issus d’une méthode utilisant le contraste thermique (procédure « monoface ») largement utilisée dans le CND de défauts peu profonds.
Work In Progress